硫化镉概述
硫化镉(英文名:cadmium sulfide,分子式:CdS,分子量:144.46)是一种N型光电导半导体材料,属Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体。它有晶体和无定形物两种形态。
晶体结构:
- α-型硫化镉为柠檬黄色粉末状物质,密度在3.91~4.15之间。
- β-型硫化镉呈橘红色粉末,密度约为4.48~4.51。
- 天然存在的硫镉矿为六角晶体结构,密度高达4.82。
物理化学性质:
- 能在氮气中升华。
- 微毒,无放射性,微溶于水和乙醇,可溶于酸,极易溶解于氨水中。禁带宽度为2.41电子伏特,电子与空穴的迁移率分别为2×10^-2米^2/伏·秒和2×10^-3米^2/伏·秒。
- 相对介电常数约为11.6。
应用领域:
溶解度:
- 每100毫升水中在20℃时的溶解度为1.292×10^-12克。
硒化镉光敏电阻器
紫外光敏电阻器
对紫外线较为敏感,包括硫化镉和硒化镉光敏电阻器等。用于探测紫外线。
可见光光敏电阻器
主要用于各种光电控制系统,例如:航标灯、路灯的自动亮灭控制,自动给水与停水装置,机械上的自动保护装置及“位置检测器”,薄片材料厚度检测设备,照相机自动曝光装置,光电计数器,烟雾报警器,光电跟踪系统等。
制备方法
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镉矿经硫酸浸出后制得硫酸镉溶液。调整pH值至3.5左右,加入硫化钠进行沉淀反应。
- 也可先将氯化镉酸化为硫酸镉溶液,再添加硫代乙酰胺使其沉淀,但该方法所得产物中可能含有卤素杂质。
主要用途
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颜料:用于肥皂色素、黄色玻璃及织物、纸张和橡胶着色。
- 印染墨水:作为陶瓷釉彩和磷光体/荧光屏材料使用。
- 光电导体与半导体材料的制造,广泛应用于太阳能电池、激光调制装置、可见光探测器、红外双色探测器等。
- 搪瓷、玻璃、陶瓷及塑料着色。
生产方法
- 将H2S气体通入用少许高氯酸酸化的热高氯酸镉溶液,或硫酸酸化后的硫酸镉水溶液中,以获得立方体结构的CdS沉淀物。
- 采用盐酸处理过的氯化镉溶液并加入硫代乙酰胺,在加热过程中形成沉淀。此方法制得的产物中掺杂有卤素离子,在洗涤步骤中难以清除。
特性
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硫化镉属有毒物质,毒性级别为中毒。
- 口服大鼠LD50:7080毫克/公斤;口服小鼠LD50:1166毫克/公斤。
- 热分解时释放有毒的硫氧化物及含镉烟雾。
储运与灭火
- 库房需低温通风干燥保存。
- 适宜的灭火剂包括水、二氧化碳、泡沫和干粉。
- 职业卫生标准:短时间接触平均浓度不超过0.05毫克/立方米。